DE102017103034B4

DE102017103034B4 - Steering system for detecting movement states of a vehicle

Info

Publication number: DE102017103034B4
Application number: DE102017103034.4A
Authority: DE
Inventors: Rangarajan Ramanujam; Scott T. Sanford; Tejas M. Varunjikar; Tao Yang
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2016-02-16
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2037-02-16
Also published as: DE102017103034A1; US20170232998A1; US10099720B2; CN107097845A; CN107097845B

Abstract

Lenkungssystem (12), umfassend:
einen Motor (19),
ein Steuerungsmodul (40), das ausgestaltet ist, um:
eine verarbeitete Gierrate und eine Gierbeschleunigung auf der Grundlage eines Straßenradwinkelsignals, eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals und eines gemessenen Gierratensignals zu berechnen;
einen Zustandsmerkerwert zu berechnen, der einen Bewegungszustand eines Fahrzeugs (10) anzeigt, wobei die verarbeitete Gierrate und die Gierbeschleunigung verwendet werden, um den Zustandsmerkerwert zu berechnen;
ein Referenz-Drehmomentsignal (242) auf der Grundlage des Zustandsmerkerwerts zu erzeugen;
ein Motorunterstützungs-Drehmomentsignal auf der Grundlage des Referenz-Drehmomentsignals (242) zu erzeugen; und
das Motorunterstützungs-Drehmomentsignal auf den Motor (19) anzuwenden, um ein entsprechendes Unterstützungsdrehmoment bereitzustellen.

Steering system (12) comprising:
a motor (19),
a control module (40) configured to:
calculate a processed yaw rate and a yaw acceleration based on a road wheel angle signal, a vehicle speed signal and a measured yaw rate signal;
calculate a state flag value indicative of a state of motion of a vehicle (10) using the processed yaw rate and yaw acceleration to calculate the state flag value;
generate a reference torque signal (242) based on the flag value;
generate a motor assist torque signal based on the reference torque signal (242); and
apply the motor assist torque signal to the motor (19) to provide a corresponding assist torque.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein ein Lenkungssystem, etwa ein elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System), das grenznahe Fahrzeugbedingungen, etwa eine Untersteuerungsbedingung und eine Übersteuerungsbedingung, detektiert und das in Ansprechen darauf die Drehmomentunterstützung, die für einen Fahrer bereitgestellt wird, justiert, sowie ein Verfahren zum Berechnen eines Unterstützungsdrehmoments von einem Lenkungssystem.The present application relates generally to a steering system, such as an electric power steering (EPS) system, that detects near-limit vehicle conditions, such as an understeer condition and an oversteer condition, and that adjusts torque assist provided to a driver in response, and a method for calculating an assist torque from a steering system.

Fahrzeuge sind heutzutage typischerweise mit einem Lenkungssystem, etwa einem elektrischen Servolenkungssystem (EPS-System) ausgestattet. Das EPS-System unterstützt einen Fahrer beim Lenken des Fahrzeugs in eine gewünschte Richtung. Beispielsweise erzeugt das EPS-System während der Manöver ein Unterstützungsdrehmoment, um das Überwinden einer oder mehrerer Kräfte zu ermöglichen, die auf das Fahrzeug einwirken, etwa die Oberflächenreibung. Verschiedene Fahrmanöver und Umgebungsbedingungen (z.B. eine Oberfläche mit geringer Reibung) können dazu führen, dass eine oder mehrere Reifenkräfte grenznahe Bedingungen erreichen. Bei diesen Bedingungen können Fahrzeuge ein nicht erwünschtes Gierverhalten aufweisen. Ein derartiges Verhalten wird oft als Untersteuerungsbedingung (das Fahrzeug giert weniger als gewünscht) oder als Übersteuerungsbedingung (das Fahrzeug giert mehr als gewünscht) beschrieben. Zwar hat die Gesellschaft der Kraftfahrzeugingenieure (SAE) diese Bedingungen in stationären Situationen definiert, jedoch treten die Situationen in sowohl einem stationären Zustand als auch einem transienten (dynamischen) Zustand auf. Typischerweise verwendet eine elektronische Stabilitätsregelung ein selektives Bremsen und andere Techniken, um das Fahrzeug zu steuern, wenn Bedingungen mit Untersteuerung oder Übersteuerung detektiert werden. Jedoch reagieren diese Techniken auf Fahrermanöver bei den Bedingungen mit Untersteuerung und Übersteuerung.Vehicles today are typically equipped with a steering system, such as an electric power steering (EPS) system. The EPS system assists a driver in steering the vehicle in a desired direction. For example, the EPS system generates an assist torque during maneuvers to allow overcoming one or more forces acting on the vehicle, such as surface friction. Various driving maneuvers and environmental conditions (e.g. a low friction surface) can cause one or more tire forces to reach borderline conditions. Under these conditions, vehicles may exhibit undesirable yaw behavior. Such behavior is often described as an understeer condition (the vehicle yaws less than desired) or an oversteer condition (the vehicle yaws more than desired). While the Society of Automotive Engineers (SAE) has defined these conditions in steady state situations, the situations occur in both a steady state and a transient (dynamic) state. Typically, electronic stability control uses selective braking and other techniques to control the vehicle when understeer or oversteer conditions are detected. However, these techniques are responsive to driver maneuvers in understeer and oversteer conditions.

Folglich ist es wünschenswert, das Lenkungssystem zu verbessern, indem es den Fahrer bei Manövern im Fall von Bewegungszuständen des Fahrzeugs wie etwa den Bedingungen mit Untersteuerung und Übersteuerung proaktiv unterstützt.Accordingly, it is desirable to improve the steering system by proactively assisting the driver in maneuvers in the event of vehicle motion conditions such as understeer and oversteer conditions.

Die DE 10 2007 045 211 A1 zeigt ein Verfahren zum elektrisch gesteuerten Unterstützen einer Fahrzeugbewegung bei Übersteuern eines Fahrzeugs.the DE 10 2007 045 211 A1 FIG. 1 shows a method for electrically controlled support of vehicle movement when a vehicle is oversteered.

Aus der DE 10 2011 052 881 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Zahnstangenkraft für eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs bekannt, wobei eine erste Zahnstangenkraft in Abhängigkeit von einer in der Lenkvorrichtung auftretenden Kraft ermittelt wird.From the DE 10 2011 052 881 A1 a method for determining a rack force for a steering device of a vehicle is known, a first rack force being determined as a function of a force occurring in the steering device.

Die DE 10 2013 009 399 A1 beschreibt ein Verfahren zur Erkennung einer kritischen Fahrsituation eines Fahrzeugs basierend auf einer Abweichung von einem vordefinierten Zusammenhang zwischen einer Zahnstangenkraft und einem Lenkeinschlag des Fahrzeugs.the DE 10 2013 009 399 A1 describes a method for detecting a critical driving situation of a vehicle based on a deviation from a predefined relationship between a rack force and a steering angle of the vehicle.

Die DE 10 2005 018 471 A1 offenbart ein Verfahren zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeugs bei einem instabilen Fahrzustand durch ein fahrerunabhängiges Lenkradmoment, das eine Lenkbewegung zur Abschwächung des instabilen Fahrzustands leichtgängiger macht, als in die entgegengesetzte Drehrichtung.the DE 10 2005 018 471 A1 discloses a method for stabilizing a motor vehicle in an unstable driving state by means of a driver-independent steering wheel torque, which makes a steering movement to weaken the unstable driving state easier than in the opposite direction of rotation.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lenkungssystem und ein Verfahren zum Berechnen eines Unterstützungsdrehmoments abhängig von einem Bewegungszustand des Fahrzeugs bereitzustellen.An object of the present invention is to provide a steering system and a method for calculating an assist torque depending on a motion state of the vehicle.

Die Lösung vorstehend genannter Aufgabe erfolgt durch ein Lenkungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Berechnung eines Unterstützungsdrehmoments mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The above-mentioned object is achieved by a steering system with the features of claim 1 and by a method for calculating an assist torque with the features of claim 11. Advantageous developments result from the dependent claims.

In Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen berechnet ein Lenkungssystem einen Zustandsmerkerwert, der einen Bewegungszustand eines Fahrzeugs anzeigt, etwa eine Bedingung mit Untersteuerung oder Übersteuerung. Das Lenkungssystem erzeugt ferner ein Referenz-Drehmomentsignal auf der Grundlage des Zustandsmerkerwerts und es erzeugt auf der Grundlage des Referenz-Drehmomentsignals ein Motorunterstützungs-Drehmomentsignal. Der Zustandsmerkerwert zeigt den Bewegungszustand des Fahrzeugs in sowohl einem dynamischen Zustand als auch einem stationären Zustand an. Ferner erzeugt das Lenkungssystem das Referenz-Drehmomentsignal auf der Grundlage des Zustandsmerkerwerts, indem es eine erste Zahlstangenkraft, die auf der Grundlage eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals und eines Motorwinkels erzeugt wird, mit einer zweiten Zahnstangenkraft vermischt, die auf der Grundlage eines Motordrehmoments und eines Eingabedrehmoments, das an einem Lenkrad des Lenkungssystems bereitgestellt wird, erzeugt wird.In accordance with one or more embodiments, a steering system calculates a state flag value indicative of a state of motion of a vehicle, such as an understeer or oversteer condition. The steering system also generates a reference torque signal based on the flag value and generates a motor assist torque signal based on the reference torque signal. The state flag indicates the state of motion of the vehicle in both a dynamic state and a stationary state. Further, the steering system generates the reference torque signal based on the flag value, by mixing a first rack force generated based on a vehicle speed signal and a motor angle with a second rack force generated based on a motor torque and an input torque provided at a steering wheel of the steering system.

In Übereinstimmung mit einer oder mit mehreren Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Berechnen eines Unterstützungsdrehmoments durch ein Lenkungssystem, das von dem Lenkungssystem ein nicht neutraler Bewegungszustand eines Fahrzeugs detektiert wird. In Ansprechen darauf wird ein Mischfaktor auf der Grundlage eines Typs des Bewegungszustands des Fahrzeugs ermittelt. Das Verfahren umfasst ferner, dass ein Zahnstangenkraftsignal erzeugt wird, indem eine erste Zahnstangenkraft von einem Fahrzeugmodell mit einer zweiten Zahnstangenkraft von einem Beobachtermodell des Lenkungssystems auf der Grundlage des Mischfaktors gemischt wird. Ferner umfasst das Verfahren, dass das Unterstützungsdrehmoment auf der Grundlage des Zahnstangenkraftsignals erzeugt wird.In accordance with one or more embodiments, a method for calculating an assist torque by a steering system includes detecting a non-neutral state of motion of a vehicle by the steering system. In response, a blending factor is determined based on a type of motion state of the vehicle. The method further includes generating a rack force signal by blending a first rack force from a vehicle model with a second rack force from an observer model of the steering system based on the blending factor. The method further includes generating the assist torque based on the rack force signal.

Diese und andere Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung besser verständlich werden, wenn sie in Verbindung mit den Zeichnungen gelesen wird.These and other advantages will be better understood from the following description when read in conjunction with the drawings.

Figurenlistecharacter list

Der Gegenstand, der als die Erfindung aufgefasst wird, wird speziell dargelegt und in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung separat beansprucht. Die vorstehenden Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden genauen Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.

1 veranschaulicht ein Fahrzeug 10, das ein Lenkungssystem enthält, in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
2 veranschaulicht Komponenten und einen Datenfluss für ein Fahrzeugbewegungszustandsmodul in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
3 veranschaulicht beispielhafte Komponenten und einen Datenfluss für ein Modul zur Detektion eines Fahrzeugbewegungszustands, um einen Fahrzeugbewegungszustandsmerker zu berechnen, in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
4 veranschaulicht beispielhafte Komponenten und einen Datenfluss eines Gierraten-Beobachtermoduls in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
5 veranschaulicht beispielhafte Komponenten und einen Datenfluss eines Referenz-Giermoduls in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
6 veranschaulicht beispielhafte Komponenten und einen Datenfluss eines Modellberechnungsmoduls in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
7 veranschaulicht beispielhafte Komponenten und einen Datenfluss für ein Modul zur Berechnung eines Fahrzeugbewegungszustandsmerkers in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
8 veranschaulicht beispielhafte Komponenten und einen Datenfluss für ein Fehlerberechnungsmodul in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
9 veranschaulicht beispielhafte Komponenten und einen Datenfluss für ein Bedingungsschwellenwert-Berechnungsmodul in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
10 veranschaulicht beispielhafte Komponenten und einen Datenfluss für ein Merkerzustandsberechnungsmodul in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
11 stellt beispielhafte Komponenten und einen Datenfluss für ein Mischmodul in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen dar.

The subject matter which is conceived as the invention is particularly pointed out and claimed separately in the claims at the end of the specification. The foregoing advantages of the invention will be apparent from the following detailed description when read in connection with the accompanying drawings.

1 1 illustrates a vehicle 10 including a steering system, in accordance with one or more embodiments.
2 FIG. 11 illustrates components and data flow for a vehicle motion status module, in accordance with one or more embodiments.
3 FIG. 12 illustrates example components and data flow for a vehicle motion state detection module to calculate a vehicle motion state flag, in accordance with one or more embodiments.
4 FIG. 12 illustrates example components and data flow of a yaw rate observer module, in accordance with one or more embodiments.
5 FIG. 12 illustrates example components and data flow of a reference yaw module, in accordance with one or more embodiments.
6 FIG. 12 illustrates example components and data flow of a model calculation module, in accordance with one or more embodiments.
7 FIG. 12 illustrates example components and data flow for a vehicle motion state flag calculation module, in accordance with one or more embodiments.
8th 1 illustrates example components and data flow for an error calculation module, in accordance with one or more embodiments.
9 12 illustrates example components and data flow for a condition threshold calculation module, in accordance with one or more embodiments.
10 1 illustrates example components and data flow for a flag state calculation module, in accordance with one or more embodiments.
11 10 illustrates example components and data flow for a blending module, in accordance with one or more embodiments.

GENAUE BESCHREIBUNGPRECISE DESCRIPTION

Die Begriffe Modul und Teilmodul bezeichnen, so wie sie hier verwendet werden, eine oder mehrere Verarbeitungsschaltungen wie etwa eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) mit Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Wie festzustellen ist, können die nachstehend beschriebenen Teilmodule kombiniert und/oder weiter unterteilt werden.The terms module and sub-module, as used herein, refer to one or more processing circuits such as an application specific integrated circuit (ASIC), an electronic circuit, a processor (shared, dedicated, or group) with memory, the one or more Executes software or firmware programs, a combinatorial logic circuit and/or other suitable components that provide the described functionality. As will be appreciated, the sub-modules described below may be combined and/or further subdivided.

Mit Bezugnahme nun auf die Figuren, in denen spezielle Ausführungsformen beschrieben werden, die dem Fachmann das Verständnis der Erfindung erleichtern, ohne diese einzuschränken, veranschaulicht 1 ein Fahrzeug 10 mit einem Lenkungssystem 12 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. In verschiedenen Ausführungsformen enthält das Lenkungssystem 12 ein Lenkrad 14, das mit einem Lenkwellensystem 16 gekoppelt ist, welches eine Lenksäule, eine Zwischenwelle und die notwendigen Gelenke enthält. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Lenkungssystem 12 ein EPS-System, das ferner eine Lenkungsunterstützungseinheit 18 enthält, welche mit dem Lenkwellensystem 16 des Lenkungssystems 12 und mit Spurstangen 20, 22 des Fahrzeugs 10 gekoppelt ist. Alternativ kann die Lenkungsunterstützungseinheit 18 den oberen Abschnitt des Lenkwellensystems 16 mit dem unteren Abschnitt dieses Systems koppeln. Die Lenkungsunterstützungseinheit 18 enthält beispielsweise einen (nicht gezeigten) Lenkmechanismus mit einer Zahnstange und einem Ritzel, der durch das Lenkwellensystem 16 mit einem Lenkungsaktormotor 19 und einem Getriebe gekoppelt sein kann. Wenn ein Fahrzeugbediener im Betrieb das Lenkrad 14 dreht, stellt der Lenkungsaktormotor 19 die Unterstützung zur Bewegung der Spurstangen 20, 22 bereit, welche wiederum Lenkungsachsschenkel 24 bzw. 26 bewegt, die mit jeweiligen Straßenrädern 28, 30 des Fahrzeugs 10 gekoppelt sind.Referring now to the figures, in which specific embodiments are described that will help those skilled in the art to understand the invention without limiting it 1 a vehicle 10 having a steering system 12 in accordance with one or more embodiments. In various embodiments, the steering system 12 includes a steering wheel 14 coupled to a steering shaft system 16, which includes a steering column, an intermediate shaft, and the necessary joints. In an exemplary embodiment, the steering system 12 is an EPS system that further includes a steering assist unit 18 coupled to the steering shaft system 16 of the steering system 12 and to tie rods 20, 22 of the vehicle 10. Alternatively, the steering assist unit 18 can couple the upper portion of the steering shaft system 16 to the lower portion of that system. The steering assist unit 18 includes, for example, a rack and pinion steering mechanism (not shown) that may be coupled through the steering shaft system 16 to a steering actuator motor 19 and a gearbox. In operation, when a vehicle operator turns the steering wheel 14, the steering actuator motor 19 provides the assistance to move the tie rods 20, 22, which in turn move steering knuckles 24, 26, respectively, coupled to respective road wheels 28, 30 of the vehicle 10.

Es soll darauf hingewiesen werden, dass das in 1 veranschaulichte Lenkungssystem 12 zwar eine mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad 14 und den Straßenrädern 28, 30 aufweist, das Lenkungssystem 12 in anderen Beispielen jedoch einen (nicht gezeigten) Drive-By-Wire-Mechanismus verwenden kann. Das Drive-By-Wire-System weist keine direkte mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und dem Straßenrad auf. Typischerweise wird die Lenkradeinheit in einem Drive-By-Wire-System verwendet, um eine geeignete Drehmomentrückmeldung für den Fahrer bereitzustellen; und die Lenkradposition von einem Sensor wird verwendet, um eine Positionsregelung für die Spurstangen 20, 22 auszuführen. Jedoch kann diese Erfindung auch in diesem Fall verwendet werden, um eine geeignete Drehmomentrückmeldung für den Fahrer an der Lenkradeinheit unter Verwendung vorgeschlagener Eingaben bereitzustellen.It should be noted that the in 1 While the steering system 12 illustrated includes a mechanical connection between the steering wheel 14 and the road wheels 28, 30, in other examples the steering system 12 may utilize a drive-by-wire mechanism (not shown). The drive-by-wire system has no direct mechanical connection between the steering wheel and the road wheel. Typically, the steering wheel assembly is used in a drive-by-wire system to provide appropriate torque feedback to the driver; and steering wheel position from a sensor is used to perform position control for the tie rods 20,22. However, this invention can also be used in this case to provide appropriate torque feedback to the driver at the steering wheel unit using suggested inputs.

Wie in 1 gezeigt ist, enthält das Fahrzeug 10 ferner verschiedene Sensoren 31, 32, 33, welche beobachtbare Bedingungen des Lenkungssystems 12 und/oder des Fahrzeugs 10 detektieren und messen. Die Sensoren 31, 32, 33 erzeugen Sensorsignale auf der Grundlage der beobachtbaren Bedingungen. In einem Beispiel ist der Sensor 31 ein Drehmomentsensor, der ein von einem Fahrer eingegebenes Lenkraddrehmoment (HWT) erfasst, das von dem Bediener des Fahrzeugs 10 auf das Lenkrad 14 aufgebracht wird. Auf dieser Grundlage erzeugt der Drehmomentsensor ein Fahrerdrehmomentsignal. Bei einem anderen Beispiel ist der Sensor 32 ein Motorwinkel- und Geschwindigkeitssensor, der einen Drehwinkel sowie eine Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Lenkungsaktormotors 19 erfasst. Bei noch einem weiteren Beispiel ist der Sensor 32 ein Lenkradpositionssensor, der eine Position des Lenkrads 14 erfasst. Auf dieser Grundlage erzeugt der Sensor 33 ein Lenkradpositionssignal.As in 1 As shown, the vehicle 10 further includes various sensors 31 , 32 , 33 which detect and measure observable conditions of the steering system 12 and/or the vehicle 10 . The sensors 31, 32, 33 generate sensor signals based on the observable conditions. In one example, the sensor 31 is a torque sensor that senses a driver input steering wheel torque (HWT) applied to the steering wheel 14 by the operator of the vehicle 10 . Based on this, the torque sensor generates a driver torque signal. In another example, the sensor 32 is a motor angle and speed sensor that detects a rotation angle and a rotation speed or speed of the steering actuator motor 19 . In yet another example, the sensor 32 is a steering wheel position sensor that senses a position of the steering wheel 14 . Based on this, the sensor 33 generates a steering wheel position signal.

Ein Steuerungsmodul 40 empfängt das eine oder die mehreren Sensorsignale, die von den Sensoren 31, 32, 33 eingegeben werden, und es kann andere Eingaben empfangen, etwa ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 34. Das Steuerungsmodul 40 kann eine Verarbeitungsschaltung sein, etwa eine elektronische Steuerungseinheit (ECU), die einen oder mehrere Mikroprozessoren, Arbeitsspeicher, Massenspeicher, Cache und andere Hardwarekomponenten enthält. In einem oder mehreren Beispielen implementiert das Steuerungsmodul 40 ein oder mehrere hier beschriebene Verfahren, indem es eine oder mehrere von einem Computer ausführbare Anweisungen ausführt.A control module 40 receives the one or more sensor signals input from the sensors 31, 32, 33 and may receive other inputs, such as a vehicle speed signal 34. The control module 40 may be processing circuitry, such as an electronic control unit (ECU) , which contains one or more microprocessors, memory, mass storage, cache, and other hardware components. In one or more examples, the control module 40 implements one or more methods described herein by executing one or more computer-executable instructions.

Das Steuerungsmodul 40 erzeugt ein Befehlssignal zum Steuern des Lenkungsaktormotors 19 des Lenkungssystems 12 auf der Grundlage einer oder mehrerer der Eingaben und ferner auf der Grundlage der Systeme und Verfahren zur Lenkungsregelung der vorliegenden Offenbarung. Die Systeme und Verfahren zur Lenkungsregelung der vorliegenden Offenbarung wenden eine Signalaufbereitung an und führen eine Reibungsklassifizierung durch, um ein Oberflächenreibungsniveau 42 als ein Steuerungssignal zu ermitteln, das verwendet werden kann, um Aspekte des Lenkungssystems 12 durch die Lenkungsunterstützungseinheit 18 zu steuern. Alternativ oder zusätzlich kann das Oberflächenreibungsniveau 42 von einer oder mehreren Komponenten des Fahrzeugs 10 empfangen werden, etwa von einem Bremsen-Antiblockiersystem (ABS) 44 und/oder von einem elektronischen Stabilitätsregelungssystem (ESC-System) 46. Eine Kommunikation mit dem ABS 44, dem ESC-System 46 und anderen (nicht dargestellten) Komponenten kann beispielsweise unter Verwendung eines Controllerbereichsnetzwerkbusses (CAN-Busses) oder eines anderen Fahrzeugnetzwerks, das in der Technik bekannt ist, ausgeführt werden, um Signale wie etwa das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 34 auszutauschen. Das ESC-System verwendet typischerweise ein selektives Bremsen und andere Techniken, um das Fahrzeug zu steuern, wenn eine unregelmäßige Oberflächenreibung detektiert wird, die zu einem Fahrzeugbewegungszustand wie etwa einer Untersteuerungsbedingung oder einer Übersteuerungsbedingung führen kann.The control module 40 generates a command signal to control the steering actuator motor 19 of the steering system 12 based on one or more of the inputs and further based on the steering control systems and methods of the present disclosure. The steering control systems and methods of the present disclosure apply signal conditioning and perform friction classification to determine a surface friction level 42 as a control signal that can be used to control aspects of the steering system 12 by the steering assist unit 18 . Alternatively or additionally, the surface friction level 42 may be received from one or more components of the vehicle 10, such as an anti-lock braking system (ABS) 44 and/or an electronic stability control (ESC) system 46. Communication with the ABS 44, the ESC system 46 and other components (not shown) may be implemented, for example, using a controller area network (CAN) bus or other vehicle network known in the art to transmit signals such as vehicle ge to exchange speed signal 34. The ESC system typically uses selective braking and other techniques to control the vehicle when irregular surface friction is detected that may result in a vehicle motion condition such as an understeer condition or an oversteer condition.

Die hier beschriebenen technischen Lösungen verbessern das Lenkungssystem 12, indem sie ermöglichen, dass das Lenkungssystem 12, welches eine Komponente des Fahrzeugs 10 ist, mit der der Fahrer typischerweise in konstantem Kontakt steht, dem Fahrer proaktiv einen Bewegungszustand des Fahrzeugs wie etwa eine Untersteuerungsbedingung oder eine Übersteuerungsbedingung anzeigt. Beispielsweise ermöglichen es die technischen Lösungen hierin, dass das Lenkungssystem 12 einen oder mehrere Typen von Fahrzeugbewegungszuständen detektiert und das Unterstützungsdrehmoment in Ansprechen darauf justiert. Folglich übermittelt das Lenkungssystem 12 Kräfte an der Vorderachse an den Fahrer.The technical solutions described herein enhance the steering system 12 by enabling the steering system 12, which is a component of the vehicle 10 with which the driver is typically in constant contact, to proactively notify the driver of a vehicle motion condition, such as an understeer condition or a indicates an override condition. For example, the technical solutions herein enable the steering system 12 to detect one or more types of vehicle motion conditions and adjust the assist torque in response. Consequently, the steering system 12 transmits forces at the front axle to the driver.

Zum Beispiel kann das Lenkungssystem 12 ein Drehmoment verwenden, das von dem einen oder den mehreren Drehmomentsensoren 31-33 gemessen wird, und ein Unterstützungsdrehmoment unter Verwendung einer Tabelle, etwa einer Verstärkungskurventabelle, und von digitalen Filtern berechnen. Alternativ oder zusätzlich werden bei einem typischen EPS-Regelungssystem ein von einem Modell erzeugtes Referenzdrehmoment und das gemessene Drehmoment verwendet, um eine Regelung des EPS-Systems auszuführen. Bei Lenkungssystemen, die eine dieser Techniken verwenden, ermöglichen die technischen Lösungen hierin eine Verbesserung auf der Grundlage der Kenntnis der Fahrzeugzustände, etwa der Bedingung mit Untersteuerung und/oder Übersteuerung, indem sie eine Übermittlung von Drehmoment/Anstrengung an den Fahrer ermöglichen.For example, the steering system 12 may use torque measured by the one or more torque sensors 31-33 and calculate an assist torque using a table, such as a gain curve table, and digital filters. Alternatively or additionally, in a typical EPS control system, a model generated reference torque and the measured torque are used to perform EPS system control. For steering systems using any of these techniques, the technical solutions herein enable improvement based on knowledge of the vehicle conditions, such as the understeer and/or oversteer condition, by enabling torque/effort transmission to the driver.

Beispielsweise kann in dem Fall, dass das Lenkungssystem 12 ein geregeltes Lenkungssystem ist, der Lenkradwinkel verwendet werden, um ein gewünschtes Lenkraddrehmoment zu berechnen, wobei das gewünschte Lenkraddrehmoment eine Anstrengung ist, die der Fahrer beim Fahren erwartet. Alternativ oder zusätzlich kann das Lenkungssystem 12 die Zahnstangenkraft des Fahrzeugs vorhersagen und die berechnete Zahnstangenkraft verwenden, um die gewünschten Fahrerdrehmomentanstrengungen zu ermitteln. Ein Lenkradwinkel/LenkradpositionsSignal kann zusätzlich zu einer oder mehreren anderen Eingaben wie etwa einem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal verwendet werden, um die Fahrzeugzahnstangenkraft vorherzusagen. Eine derartige Vorhersage kann ermöglichen, dass das Lenkungssystem 12 gegenüber Veränderungen bei der Oberflächenreibung und der Fahrzeugplattform robust bleibt und ein konsistentes Lenkungsgefühl während eines Fahrzeugbetriebs aufrechterhält. Jedoch können diese Vorhersagen der Kraft möglicherweise nicht immer mit der realen Zahnstangenkraft übereinstimmen, speziell in einer nicht linearen Region des Reifenbetriebs, etwa in den Bedingungen mit Übersteuerung und/oder Untersteuerung, welche durch eine Oberfläche mit geringerer Reibung verursacht werden können. Bei diesen Bedingungen wird ein alternatives Zahnstangenkraft-Vorhersageschema verwendet, das sich auf ein oder mehrere Eingabesignale stützt, etwa ein Lenkraddrehmoment, ein Motordrehmoment und dergleichen, um die Zahnstangenkraft zu schätzen und es ist robust gegenüber Nichtlinearitäten der Reifen oder Veränderungen bei der Oberflächenreibung.For example, in the case where the steering system 12 is a closed-loop steering system, the steering wheel angle may be used to calculate a desired steering wheel torque, where the desired steering wheel torque is an effort that the driver expects while driving. Alternatively or additionally, the steering system 12 may predict the vehicle's rack force and use the calculated rack force to determine the desired driver torque effort. A steering wheel angle/position signal may be used in addition to one or more other inputs, such as a vehicle speed signal, to predict vehicle rack force. Such prediction may allow the steering system 12 to remain robust to changes in surface friction and vehicle platform and maintain a consistent steering feel during vehicle operation. However, these force predictions may not always match the real rack force, especially in a non-linear region of tire operation, such as in oversteer and/or understeer conditions, which may be caused by a lower friction surface. Under these conditions, an alternative rack force prediction scheme is used that relies on one or more input signals, such as steering wheel torque, motor torque, and the like, to estimate rack force and is robust to tire nonlinearities or changes in surface friction.

Daher umfassen die von den technischen Lösungen bereitgestellten technischen Merkmale, dass das Lenkungssystem 12 ein Detektionsschema für grenznahe Bedingungen der Reifen ermöglicht. Ferner umfassen die technischen Merkmale ein Mischschema zum Übergang/zur Kombination der Verwendung von positionsbasierten und geschätzten Vorhersagen der Zahnstangenkraft. Folglich maximiert das Lenkungssystem 12 die Verwendung des modellbasierten Ansatzes und übermittelt außerdem geeignete Anstrengungen für den Fahrer bei Grenzbedingungen.Therefore, the technical features provided by the technical solutions include that the steering system 12 enables a near-boundary tire condition detection scheme. Further, the technical features include a blending scheme to transition/combine the use of position-based and estimated rack force predictions. Consequently, the steering system 12 maximizes the use of the model-based approach while also imparting appropriate efforts to the driver in boundary conditions.

Beispielsweise veranschaulicht 2 Komponenten und einen Datenfluss für ein Fahrzeugbewegungszustandsmodul 200 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Bei einem oder mehreren Beispielen ist das Fahrzeugbewegungszustandsmodul 200 Teil des Steuerungsmoduls 40. Alternativ ist das Fahrzeugbewegungszustandsmodul (VMS-Modul) 200 in einem oder mehreren Beispielen von dem Steuerungsmodul 40 getrennt und enthält eine separate Verarbeitungsschaltung, Arbeitsspeicher und andere Hardwarekomponenten.For example illustrated 2 Components and data flow for a vehicle motion status module 200 in accordance with one or more embodiments. In one or more examples, vehicle motion status module 200 is part of control module 40. Alternatively, in one or more examples, vehicle motion status module (VMS) module 200 is separate from control module 40 and includes separate processing circuitry, memory, and other hardware components.

Das VMS-Modul 200 enthält neben anderen Komponenten ein VMS-Detektionsmodul 210 und ein Mischmodul 220.The VMS module 200 includes, among other components, a VMS detection module 210 and a blending module 220.

Das VMS-Detektionsmodul 210 detektiert Bewegungszustände des Fahrzeugs, etwa die Untersteuerungs- und Übersteuerungs-Bedingungen. Das VMS-Detektionsmodul 210 zeigt die Bewegungszustände des Fahrzeugs dem Mischmodul 220 an. Beispielsweise berechnet das VMS-Detektionsmodul 210 einen Zustandsmerker (VMS-Merker) 212, der an das Mischmodul 220 gesendet wird. Das Mischmodul 220 implementiert ein Mischschema, um eine Zahnstangenkraft zu berechnen, indem es Zahnstangenkräfte kombiniert, die auf der Grundlage des VMS-Merkers 212 unter Verwendung mehrerer Zahnstangenkraftmodule berechnet werden. Der VMS-Merker 212 ist daher ein Mischfaktor, den das Mischmodul 220 verwendet, um die Zahnstangenkraft zu berechnen. Beispielsweise empfängt das Mischmodul 220 eine erste Zahnstangenkraft von einem ersten Zahnstangenkraft-Vorhersagemodul 232 und eine zweite Zahnstangenkraft von einem zweiten Zahnstangenkraft-Vorhersagemodul 234.The VMS detection module 210 detects motion states of the vehicle, such as the understeer and oversteer conditions. The VMS detection module 210 indicates the motion states of the vehicle to the blending module 220 . For example, the VMS detection module 210 calculates a Status flag (VMS flag) 212 which is sent to the merge module 220. The blending module 220 implements a blending scheme to calculate a rack force by combining rack forces calculated based on the VMS flag 212 using multiple rack force modules. The VMS flag 212 is therefore a blending factor that the blending module 220 uses to calculate the rack force. For example, the blending module 220 receives a first rack force from a first rack force prediction module 232 and a second rack force from a second rack force prediction module 234.

Der VMS-Merker 212 kann beispielsweise in dem Bereich [0, 1] liegen. Es sei erwähnt, dass bei anderen Beispielen ein anderer Bereich verwendet werden kann. Bei dem vorstehenden Beispiel kann ein VMS-Merkerwert von 0 repräsentieren, dass die positionsbasierte Vorhersage der Zahnstangenkraft alleine als die Zahnstangenkraftausgabe verwendet werden soll, und der Wert von 1 kann repräsentieren, dass die geschätzte Vorhersage der Zahnstangenkraft allein als die Zahnstangenkraftausgabe verwendet werden soll. Die VMS-Merkerwerte zwischen 0 und 1 können Gewichtungsfaktoren zur Verwendung beim Vermischen der Zahnstangenkraftvorhersagen aus beiden Modellen anzeigen. Wenn beispielsweise der VMS-Merkerwert V ist (0 <= V <= 1), dann kann die Zahnstangenkraftausgabe als die Summe aus V x positionsbasierte Zahnstangenkraft und (1 - V) x geschätzte Zahnstangenkraft berechnet werden. Andere Beispiele können ein anderes Gewichtungsfaktorschema als das vorstehende Beispiel verwenden. Dieses Mischschema ermöglicht einen allmählichen Übergang und verhindert jähe Veränderungen bei Lenkradaufwänden für den Fahrer. Der allmähliche Übergang stellt ferner Robustheit bei normalen Fahrbedingungen und Übermittlung von genauen Anstrengungen an den Fahrer bei Grenzbedingungen sicher.For example, the VMS flag 212 may be in the range [0, 1]. It should be noted that in other examples a different range may be used. In the example above, a VMS flag value of 0 may represent that the position-based prediction of rack force alone is to be used as the rack force output, and the value of 1 may represent that the estimated prediction of rack force alone is to be used as the rack force output. The VMS flag values between 0 and 1 can indicate weighting factors to use in blending the rack force predictions from both models. For example, if the VMS flag value is V (0 <= V <= 1), then the rack force output can be calculated as the sum of V x position-based rack force and (1 - V) x estimated rack force. Other examples may use a different weighting factor scheme than the example above. This blending scheme allows for a gradual transition and avoids sudden changes in driver steering wheel effort. The gradual transition also ensures robustness in normal driving conditions and transmission of accurate effort to the driver in marginal conditions.

Es sei erwähnt, dass die vorstehend beschriebenen Modelle zur Zahnstangenkraftberechnung beispielhaft sind, und dass bei anderen Beispielen die Zahnstangenkraft unter Verwendung anderer Verfahren oder deren Kombinationen berechnet werden kann, etwa mit einem nicht linearen Fahrzeugmodell, einem Beobachter, einem Reibungsmodell, Spurstangensensormesswerten und dergleichen. It should be noted that the rack force calculation models described above are exemplary, and in other examples, the rack force may be calculated using other methods or combinations thereof, such as a non-linear vehicle model, an observer, a friction model, tie rod sensor readings, and the like.

Wieder mit Bezug auf 2 wird die von dem Mischmodul 220 ausgegebene Zahnstangenkraft 222 zum Berechnen eines Referenzdrehmoments (T_ref) 242 verwendet. Ein Proportional-Integral-Regler (PID-Regler) 250 berechnet ein Motordrehmoment (T_motor) 252 unter Verwendung von T_ref 242 und eines Drehmoments, das von dem Fahrer beim Manövrieren des Lenkrads 14 bereitgestellt wird (T_bar). T_motor wird verwendet, um einen Unterstützungsbefehl (MtrTrq) zu erzeugen, welcher das Unterstützungsdrehmoment durch das Lenkungssystem 12 während der Manöver bereitstellt.Again referring to 2 For example, the rack force 222 output from the blending module 220 is used to calculate a reference torque (T_ref) 242 . A proportional-integral (PID) controller 250 calculates a motor torque (T_motor) 252 using T_ref 242 and a torque provided by the driver when maneuvering the steering wheel 14 (T_bar). T_motor is used to generate an assist command (MtrTrq) that provides the assist torque through the steering system 12 during maneuvers.

Das System 200 enthält ferner ein erstes Zahnstangenkraft-Vorhersagemodul 232. Das erste Zahnstangenkraft-Vorhersagemodul kann ein positionsbasiertes Zahnstangenkraft-Vorhersagemodul sein. Bei einem oder mehreren Beispielen empfängt das erste Zahnstangenkraft-Vorhersagemodul 232 Signale der Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Motorwinkels und erzeugt einen ersten Zahnstangenkraftwert. Hier zeigt das Motorwinkelsignal eine Position des Motors 19 des Lenkungssystems 12 an. Bei einem oder mehreren Beispielen kann die Ausgabe des ersten Zahnstangenkraft-Vorhersagemoduls 232 durch ein Tiefpassfilter 235 hindurch geleitet werden. Der erste Zahnstangenkraftwert wird dann wie vorher beschrieben an das Mischmodul 220 zum Berechnen der Ausgabezahnstangenkraft gesendet.The system 200 further includes a first rack force prediction module 232. The first rack force prediction module may be a position-based rack force prediction module. In one or more examples, the first rack force prediction module 232 receives vehicle speed and engine angle signals and generates a first rack force value. Here the motor angle signal indicates a position of the motor 19 of the steering system 12 . In one or more examples, the output of the first rack force prediction module 232 may be passed through a low pass filter 235 . The first rack force value is then sent to the blending module 220 to calculate the output rack force as previously described.

Das System enthält ferner ein zweites Zahnstangenkraft-Vorhersagemodul 234. Das zweite Zahnstangenkraft-Vorhersagemodul 234 kann die EPS-Drehmomentwerte, etwa das Motordrehmoment 252 und das Eingabedrehmoment verwenden, um einen zweiten Zahnstangenkraftwert zu schätzen. Bei einem oder mehreren Beispielen kann das zweite Zahnstangenkraft-Vorhersagemodul 234 die eingegebenen Drehmomentwerte addieren und das Ergebnis mit einem Tiefpass filtern, um die zweite Zahnstangenkraft als Ausgabe bereitzustellen. Alternativ berechnet das zweite Zahnstangenkraft-Vorhersagemodul 234 die zweite Zahnstangenkraft unter Verwendung anderer Eingabewerte und/oder unter Verwendung anderer Berechnungsverfahren, zum Beispiel unter Verwendung eines Beobachtermodells beruhend auf Signalen des Lenkungssystems. Zum Beispiel wird ein verzögertes Motordrehmoment T_motor 252 unter Verwendung eines Verzögerungsmoduls 260 für das zweite Zahnstangenkraft-Vorhersagemodul 234 bereitgestellt. Das Modul 234 für eine geschätzte Zahnstangenkraft verwendet bei einem oder mehreren Beispielen das verzögerte Motordrehmoment T_motor 252 und das Torsionsstabdrehmoment T_bar vom Fahrer zum Schätzen des zweiten Zahnstangenkraftwerts. Der zweite Zahnstangenkraftwert wird dann an das Mischmodul 220 weitergeleitet, um auf der Grundlage des VMS-Merkers 212 die Ausgabezahnstangenkraft wie vorstehend beschrieben zu berechnen. Folglich empfängt das Mischmodul 220 zwei separate Vorhersagewerte für die Zahnstangenkraft von zwei separaten Modellen. Typischerweise ist die erste Zahnstangenkraft, die von dem positionsbasierten Modul vorhergesagt wird, glatter als die zweite Zahnstangenkraft, die von dem Beobachtermodul bereitgestellt wird, jedoch ermöglicht die zweite Zahnstangenkraft bei grenznahen Bedingungen das Erzeugen einer Rückkopplung für den Fahrer aufgrund der Rauigkeit der zweiten Zahnstangenkraft im Vergleich zu der ersten Zahnstangenkraft.The system further includes a second rack force prediction module 234. The second rack force prediction module 234 may use the EPS torque values, such as the motor torque 252 and the input torque, to estimate a second rack force value. In one or more examples, the second rack force prediction module 234 may add the input torque values and low-pass filter the result to provide the second rack force as an output. Alternatively, the second rack force prediction module 234 calculates the second rack force using other input values and/or using other calculation methods, for example using an observer model based on steering system signals. For example, a delayed motor torque T_motor 252 is provided to the second rack force prediction module 234 using a delay module 260 . The estimated rack force module 234 uses the retarded motor torque T_motor 252 and the driver's torsion bar torque T_bar to estimate the second rack force value, in one or more examples. The second rack force value is then passed to the blending module 220 to calculate the output rack force based on the VMS flag 212 as described above. Thus, the blending module 220 receives two separate rack force prediction values from two separate models. Typically, the first rack force predicted by the position-based module is smoother than the second rack force predicted by the observer termodul is provided, however, in borderline conditions, the second rack force allows for the generation of feedback to the driver due to the roughness of the second rack force compared to the first rack force.

Das VMS-Detektionsmodul 210 berechnet den VMS-Merker 212 auf der Grundlage von Signalen der Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Gierrate und eines Straßenradwinkels. Bei einem oder mehreren Beispielen werden diese Eingaben von einem oder mehreren Sensoren empfangen. Alternativ oder zusätzlich enthält das System 200 einen Winkelumsetzer 270 von Motor auf Reifen, der ein Straßenrad-Winkelsignal auf der Grundlage des Motorwinkelsignals berechnet. Das Motorwinkelsignal zeigt die Position des Motors 19 des Lenkungssystems 12 an. Zum Beispiel verwendet der Winkelumsetzer 270 von Motor auf Reifen eine Nachschlagetabelle, um den Straßenradwinkel zu ermitteln, der einem Wert des Motorwinkelsignals entspricht.The VMS detection module 210 calculates the VMS flag 212 based on vehicle speed, yaw rate, and road wheel angle signals. In one or more examples, these inputs are received from one or more sensors. Alternatively or additionally, the system 200 includes a motor to tire angle converter 270 that calculates a road wheel angle signal based on the motor angle signal. The motor angle signal indicates the position of the motor 19 of the steering system 12. For example, the motor to tire angle converter 270 uses a lookup table to determine the road wheel angle, which corresponds to a value of the motor angle signal.

3 veranschaulicht Komponenten und einen Datenfluss für das VMS-Detektionsmodul 210 zum Berechnen des VMS-Merkers 212 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Bei einem oder mehreren Beispielen enthält das VMS-Detektionsmodul 210 neben anderen Komponenten ein Gierratenbeobachtermodul 310, ein Referenz-Giermodul 320 und ein VMS-Merker-Berechnungsmodul 330. 3 FIG. 12 illustrates components and data flow for the VMS detection module 210 to calculate the VMS flag 212 in accordance with one or more embodiments. In one or more examples, the VMS detection module 210 includes, among other components, a yaw rate observer module 310, a reference yaw module 320, and a VMS flag calculation module 330.

Das Gierratenbeobachtermodul 310 ist ein Signalverarbeitungsmodul, das das Gierratensignal verarbeitet und eine Gierbeschleunigung berechnet. Bei einem oder mehreren Beispielen verwendet das Gierratenbeobachtermodul 310 ein stationäres Kalman-Filter, um die Gierrate und die Gierbeschleunigung zur Reduktion von Rauschen und Zeitverzögerung zu schätzen/vorherzusagen. Das Referenz-Giermodul 320 verwendet ein lineares Referenzmodell, etwa ein lineares Fahrradmodell und ein Modell erster Ordnung für eine Reifenentspannung, um eine Referenz-Gierrate und eine Referenz-Gierbeschleunigung zu erzeugen. Beispielsweise berechnet das Referenz-Giermodul 320 die Referenzgierrate und die Referenzgierbeschleunigung unter Verwendung der Signale des Straßenradwinkels (RWA) und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Wie zuvor beschrieben wurde, kann das RWA-Signal aus dem Motorwinkel auf der Grundlage von Fahrzeugmesswerten beschafft werden. Das VMS-Merker-Berechnungsmodul 330 berechnet einen Wert des VMS-Merkers 212, indem es die Signale mit den Werten der Referenz-Gierrate und der Referenz-Gierbeschleunigung von dem Referenz-Giermodul 320 und die Signale mit den Werten der Gierrate und der Gierbeschleunigung, die von dem Gierratenbeobachtermodul 310 erzeugt werden, vergleicht. Der Vergleich wird verwendet, um zu ermitteln, ob sich das Fahrzeug 10 in einem Untersteuerungszustand oder einem Übersteuerungszustand befindet (entsprechend Merker 1).The yaw rate observer module 310 is a signal processing module that processes the yaw rate signal and calculates a yaw acceleration. In one or more examples, the yaw rate observer module 310 uses a stationary Kalman filter to estimate/predict yaw rate and yaw acceleration to reduce noise and time lag. The reference yaw module 320 uses a linear reference model, such as a linear bicycle model and a first order tire relaxation model, to generate a reference yaw rate and a reference yaw acceleration. For example, the reference yaw module 320 calculates the reference yaw rate and reference yaw acceleration using the road wheel angle (RWA) and vehicle speed signals. As previously described, the RWA signal may be obtained from engine angle based on vehicle readings. The VMS flag calculation module 330 calculates a value of the VMS flag 212 by using the reference yaw rate and reference yaw acceleration value signals from the reference yaw module 320 and the yaw rate and yaw acceleration value signals, generated by the yaw rate observer module 310 is compared. The comparison is used to determine whether the vehicle 10 is in an understeer condition or an oversteer condition (corresponding to flag 1).

4 veranschaulicht Komponenten und einen Datenfluss für ein beispielhaftes Gierratenbeobachtermodul 310 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Das Gierratenbeobachtermodul 310 verwendet die Signale RWA, Fahrzeuggeschwindigkeit und gemessene Gierrate (gemessen) und gibt die Signale „verarbeitete Gierrate“ und Gierbeschleunigung aus. Bei einem oder mehreren Beispielen wird das Signal „verarbeitete Gierrate“ berechnet, indem das Signal der gemessenen Gierrate unter Verwendung der Signale RWA und Fahrzeuggeschwindigkeit justiert wird. 4 FIG. 3 illustrates components and data flow for an example yaw rate observer module 310, in accordance with one or more embodiments. The yaw rate observer module 310 uses the RWA, vehicle speed, and measured yaw rate (measured) signals and outputs the processed yaw rate and yaw acceleration signals. In one or more examples, the processed yaw rate signal is calculated by adjusting the measured yaw rate signal using the RWA and vehicle speed signals.

Das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal wird verwendet, um eine Eingabeverstärkung B und eine Rückkopplungsverstärkung K unter Verwendung eines Eingabeverstärkungsmoduls 410 bzw. eines Rückkopplungsverstärkungsmoduls 415 zu berechnen. Bei einem oder mehreren Beispielen enthalten die Eingabe- und Rückkopplungs-Verstärkungsmodule 410-415 entsprechende Nachschlagetabellen zum Umsetzen des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals in die Verstärkungen B und K.The vehicle speed signal is used to calculate an input gain B and a feedback gain K using an input gain module 410 and a feedback gain module 415, respectively. In one or more examples, the input and feedback gain modules 410-415 include respective lookup tables for converting the vehicle speed signal into gains B and K.

Das RWA-Signal bzw. Strassenradwinkelsignal wird verwendet, um eine Rotationsgeschwindigkeit (u) der Räder beispielsweise in Radian pro Sekunde durch ein Radgeschwindigkeitsmodul 420 zu berechnen. Bei einem oder mehreren Beispielen empfängt das Radgeschwindigkeitsmodul 420 einen verzögerten RWA über ein Verzögerungsfilter 422 und dann differenziert es den eingegebenen RWA und führt eine Tiefpassfilterung desselben aus, um u zu berechnen. Das Gierratenbeobachtermodul verwendet die folgende Gleichung: $\hat{x} [k + 1] = A . \hat{x} + B . u + K (y - \hat{y})$

wobei ŷ = Cx̂, x̂ ein Zustandsschätzwert ist, ŷ ein Gierratenschätzwert ist, y das gemessene Gierratensignal ist; A eine Systemdynamikverstärkung ist, B die Eingabeverstärkung ist und K die Rückkopplungsverstärkung ist. Entsprechend enthält das Gierratenbeobachtermodul 310 ein Produktmodul 432, das ein Produkt (B.u) aus der Eingabeverstärkung B und der Radgeschwindigkeit u berechnet. Die Ausgabe aus der vorherigen Iteration wird durch ein Verzögerungsmodul 452 geleitet und von einem Verstärkungsmodul 442 unter Verwendung der Systemdynamikverstärkung skaliert, um A.x̂ zu berechnen. Die Systemdynamikverstärkung A ist ein vorbestimmter Faktor für das Fahrzeug 10.The RWA signal or road wheel angle signal is used to calculate a rotational speed (u) of the wheels, for example in radians per second, by a wheel speed module 420 . In one or more examples, the wheel speed module 420 receives a delayed RWA via a delay filter 422 and then differentiates and low-pass filters the input RWA to calculate u. The yaw rate observer module uses the following equation:

\hat{x} [k + 1] = A . \hat{x} + B . and + K (y - \hat{y})

where ŷ = Cx̂, x̂ is a state estimate, ŷ is a yaw rate estimate, y is the measured yaw rate signal; A is a system dynamics gain, B is the input gain, and K is the feedback gain. Accordingly, the yaw rate observer module 310 includes a product module 432 that calculates a product (Bu) of the input gain B and the wheel speed u. The output from the previous iteration is passed through a delay module 452 and an amplification module 442 using scaling the system dynamics gain to calculate A.x̂. The system dynamics gain A is a predetermined factor for the vehicle 10.

Ferner wird die Ausgabe von der vorherigen Iteration von einem Verzögerungsmodul 454 verzögert und von einem Verstärkungsmodul 444 unter Verwendung der vorbestimmten Ausgabeverstärkung C skaliert, um ŷ = Cx̂ zu berechnen, welche entsprechend dem Beobachtermodell eine geschätzte oder vorhergesagte Gierrate ist. Dann wird ein Fehler zwischen der gemessenen Gierrate y und der geschätzten Gierrate berechnet und von einem Produktmodul 434 unter Verwendung der Rückkopplungsverstärkung K skaliert, um K(y - ŷ) zu berechnen. Die Ausgaben aus dem Produktmodul 432, dem Produktmodul 434 und dem Verstärkungsmodul 442 werden dann von einem Addierermodul 460 addiert, um die Ausgabe für die aktuelle Iteration x̂[k + 1] zu erzeugen.Further, the output from the previous iteration is delayed by a delay module 454 and scaled by a gain module 444 using the predetermined output gain C to calculate ŷ = Cx̂ which, according to the observer model, is an estimated or predicted yaw rate. An error between the measured yaw rate y and the estimated yaw rate is then calculated and scaled by a product module 434 using the feedback gain K to calculate K(y - ŷ). The outputs from the product module 432, the product module 434, and the gain module 442 are then summed by an adder module 460 to produce the output for the current iteration, x̂[k+1].

Ferner wird die Gierratenvorhersage y an ein Gierbeschleunigungsmodul 470 weitergeleitet, das die Gierbeschleunigung berechnet. Bei einem oder mehreren Beispielen differenziert das Gierbeschleunigungsmodul die empfangene Gierrate und führt eine Tiefpassfilterung aus, um die Gierbeschleunigung zu berechnen.Further, the yaw rate prediction y is passed to a yaw acceleration module 470 which calculates the yaw acceleration. In one or more examples, the yaw acceleration module differentiates the received yaw rate and performs low pass filtering to calculate the yaw acceleration.

5 veranschaulicht Komponenten und einen Datenfluss des Referenz-Giermoduls 320 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Das dargestellte Referenz-Giermodul 320 verwendet ein lineares Fahrradmodell, jedoch sei angemerkt, dass in anderen Beispielen ein anderes Modell verwendet werden kann, um eine Referenzgierrate und eine Referenzgierbeschleunigung zu erzeugen. 5 FIG. 3 illustrates components and data flow of reference yaw module 320 in accordance with one or more embodiments. The illustrated reference yaw module 320 uses a linear bicycle model, however it should be noted that in other examples a different model may be used to generate a reference yaw rate and a reference yaw acceleration.

Das Referenz-Giermodul 320 kann Gleichgewichtsgleichungen für Kraft und Moment an der Vorder- und Hinterachse des Fahrradmodells und ein lineares Reifenentspannungsmodell verwenden, um die Beziehung der Querkraft über dem Schlupfwinkel darzustellen. Beispielsweise können in dem Modell verwendete Gleichungen sein: $m (\dot{V} + r U) = F_{c f} + F_{c r}$

I_{z z} \dot{r} = a . F_{c f} - b . F_{c r}

wobei V = Quergeschwindigkeit des Schwerpunkts (CG) des Fahrzeugs 10, r = Gierrate des Schwerpunkts des Fahrzeugs 10, A = Abstand der Vorderachse vom Schwerpunkt des Fahrzeugs 10, b = Abstand der Hinterachse vom Schwerpunkt des Fahrzeugs, I_zz = Trägheitsmoment um die Z-Achse, Fcf = Reifenkraft der Vorderachse und F_cr = Reifenkraft der Hinterachse.The reference yaw module 320 may use equilibrium equations for force and moment on the front and rear axles of the bicycle model and a linear tire relaxation model to represent the lateral force versus slip angle relationship. For example, equations used in the model can be:

m (\dot{V} + right u) = f_{c f} + f_{c right}

I_{e.g e.g} \dot{right} = a . f_{c f} - b . f_{c right}

where V = lateral velocity of the center of gravity (CG) of the vehicle 10, r = yaw rate of the center of gravity of the vehicle 10, A = distance of the front axle from the center of gravity of the vehicle 10, b = distance of the rear axle from the center of gravity of the vehicle, I _zz = moment of inertia about the Z axle, Fcf = front axle tire force and F _cr = rear axle tire force.

Ferner ist: $F_{c f} = C_{a f} \cdot a_{f}$

F_{c r} = C_{a r} \cdot a_{r}

Furthermore:

f_{c f} = C_{a f} \cdot a_{f}

f_{c right} = C_{a right} \cdot a_{right}

Wobei C_af = Steifigkeit für Vorderachse bei Kurvenfahrt, C_ar = Steifigkeit für Hinterachse bei Kurvenfahrt und $a_{f} = \frac{V + a r}{U} - δ$

a_{r} = \frac{V - b r}{U}

wobei af und ar Schlupfwinkel der Vorder- bzw. Hinterachse sind. C_af und C_ar sind herkömmlicherweise vorbestimmte Konstanten, um jedoch die Fahrzeugbewegungszustände zu berücksichtigen, berechnen die technischen Merkmale hierin die Werte für C_af und C_ar als Funktionen der Fahrzeuggeschwindigkeit, wie vorstehend gezeigt ist. Es sei angemerkt, dass bei anderen Beispielen andere Funktionen, etwa nicht lineare Funktionen, zum Berechnen der Werte für C_af und C_ar verwendet werden können.Where C _af = stiffness for front axle when cornering, C _ar = stiffness for rear axle when cornering and

a_{f} = \frac{V + a right}{u} - δ

a_{right} = \frac{V - b right}{u}

where af and ar are the slip angles of the front and rear axles, respectively. C _af and C _ar are conventionally predetermined constants, however, in order to take vehicle motion conditions into account, the technical features herein calculate the values for C _af and C _ar as functions of vehicle speed, as shown above. It should be noted that other functions, such as non-linear functions, may be used to calculate the values for C _af and _Car in other examples.

Mit Bezug auf 5 empfängt das Referenz-Giermodul 320 das RWA-Signal, welches ein auf dem Motorwinkel beruhendes vorhergesagtes Signal ist. Bei einem oder mehreren Beispielen wird der Motorwinkel vom Motor 19 des Lenkungssystems 12 unter Verwendung von Reifenwinkelmesswerten in den RWA umgesetzt. Ferner wird bei einem oder mehreren Beispielen das vorhergesagte RWA-Signal durch ein Reifenentspannungsdynamikmodul 510 hindurch geleitet. Das Reifenentspannungsdynamikmodul 510 wendet ein von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängiges Tiefpassfilter auf das RWA-Signal an. Das Tiefpassfilter fügt eine Verzögerung zu der Berechnung der Referenzgierrate hinzu. Die Verzögerung stellt einen Abgleich der Reifendynamik sicher. Ohne eine derartige Verzögerung kann die Berechnung der tatsächlichen Gierrate in einer nicht angemessenen Weise vorauseilen. Entsprechend gibt das Reifenentspannungsdynamikmodul 510 einen verzögerten RWA an ein Modellberechnungsmodul 530 aus.Regarding 5 the reference yaw module 320 receives the RWA signal, which is a predicted signal based on engine angle. In one or more examples, the motor angle is provided by the motor 19 of the steering system 12 using tire angle readings in the RWA implemented. Further, in one or more examples, the predicted RWA signal is passed through a tire relaxation dynamics module 510 . The tire relaxation dynamics module 510 applies a vehicle speed dependent low pass filter to the RWA signal. The low pass filter adds a delay to the reference yaw rate calculation. The delay ensures alignment of the tire dynamics. Without such a delay, the actual yaw rate calculation may advance in an inappropriate manner. Accordingly, the tire relaxation dynamics module 510 outputs a delayed RWA to a model calculation module 530 .

Ferner empfängt das Referenz-Giermodul 320 das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal. Bei einem oder mehreren Beispielen wird das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von einem Umsetzermodul 520 von einer Einheit in eine andere umgesetzt, beispielsweise von km/h zu mph (oder umgekehrt). Das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal wird dann zum Verzögern des RWA-Signals durch das Reifenentspannungsdynamikmodul 510 verwendet. Ferner wird das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal an das Modellberechnungsmodul 530 für die eine oder die mehreren vorstehend beschriebenen Berechnungen weitergeleitet.Further, the reference yaw module 320 receives the vehicle speed signal. In one or more examples, the vehicle speed signal is converted from one unit to another by a converter module 520, for example from km/h to mph (or vice versa). The vehicle speed signal is then used by the tire relaxation dynamics module 510 to delay the RWA signal. Further, the vehicle speed signal is passed to the model calculation module 530 for the one or more calculations described above.

6 veranschaulicht Komponenten und einen Datenfluss des Modellberechnungsmoduls 530 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Das Modellberechnungsmodul empfängt die Fahrzeuggeschwindigkeit und den verzögerten RWA als Eingaben und berechnet die Signale der Referenz-Gierrate und der Referenz-Gierbeschleunigung unter Verwendung der einen oder mehreren vorstehend beschriebenen Gleichungen. 6 veranschaulicht Hardwareimplementierungen zum Berechnen der Signale der Gierrate und der Referenz-Gierbeschleunigung. Zum Beispiel berechnen die Module 640-670 jeweils die Gleichungen 4-6. Ferner veranschaulicht das Modul 620 das Berechnen von Werten von V und V (durch Integrieren von V in Übereinstimmung mit Gleichung 2). Das Modul 630 berechnet die Referenz-Gierrate r (Rad/Sekunde) durch Integrieren einer berechneten Referenz-Gierbeschleunigung ṙ(Rad/Sekunde²) in Übereinstimmung mit Gleichung 3. 6 FIG. 5 illustrates components and data flow of the model calculation module 530 in accordance with one or more embodiments. The model calculation module receives the vehicle speed and the delayed RWA as inputs and calculates the reference yaw rate and reference yaw acceleration signals using the one or more equations described above. 6 Figure 12 illustrates hardware implementations for computing the yaw rate and reference yaw acceleration signals. For example, modules 640-670 compute Equations 4-6, respectively. Module 620 further illustrates calculating values of V and V (by integrating V in accordance with Equation 2). The module 630 calculates the reference yaw rate r (rad/second) by integrating a calculated reference yaw acceleration ṙ(rad/second ² ) in accordance with Equation 3.

Wieder mit Bezug auf 3 werden die Gierrate und die Gierbeschleunigung, die von dem Gierratenbeobachtermodul 310 (siehe 4) ausgegeben werden, und die Referenz-Gierrate und die Referenz-Gierbeschleunigung, die von dem Referenz-Giermodul 320 (siehe 5) ausgegeben werden, von dem VMS-Merker-Berechnungsmodul 330 empfangen. Das VMS-Merker-Berechnungsmodul 330 verwendet diese Eingabesignale zum Berechnen eines Werts des VMS-Merkers 212 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs wie etwa [0, 1]. Bei einem oder mehreren Beispielen beschreibt das VMS-Merker-Berechnungsmodul 330 das Fahrzeug 10 in zwei verschiedenen Zuständen: ein dynamischer Zustand 750 und ein stationärer Zustand 740, beruhend auf einem Gierratenfehler und einem Gierbeschleunigungsfehler. Ferner werden jeweilige Prüfbedingungen verwendet, um Merkerwerte für den dynamischen VMS und den stationären VMS zu ermitteln.Again referring to 3 the yaw rate and yaw acceleration measured by the yaw rate observer module 310 (see 4 ) are output, and the reference yaw rate and reference yaw acceleration output by the reference yaw module 320 (see 5 ) are received by the VMS flag calculation module 330 . The VMS flag calculation module 330 uses these input signals to calculate a value of the VMS flag 212 within a predetermined range, such as [0, 1]. In one or more examples, the VMS flag calculation module 330 describes the vehicle 10 in two different states: a dynamic state 750 and a steady state 740 based on a yaw rate error and a yaw acceleration error. Furthermore, respective test conditions are used to determine marker values for the dynamic VMS and the stationary VMS.

7 veranschaulicht beispielhafte Komponenten und einen Datenfluss für das VMS-Merker-Berechnungsmodul 330 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Das VMS-Merker-Berechnungsmodul 330 enthält neben anderen Komponenten ein Fehlerberechnungsmodul 710, ein Bedingungsschwellenwert-Berechnungsmodul 720 und ein Merkerzustands-Berechnungsmodul 730. 7 FIG. 3 illustrates example components and data flow for the VMS flag calculation module 330 in accordance with one or more embodiments. The VMS flag calculation module 330 includes, among other components, an error calculation module 710, a condition threshold calculation module 720, and a flag state calculation module 730.

8 veranschaulicht beispielhafte Komponenten und einen Datenfluss für das Fehlerberechnungsmodul 710 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Das Fehlerberechnungsmodul 710 verwendet die Referenz-Gierrate und die Referenz-Gierbeschleunigung von dem Referenz-Giermodul 320, um eine Abweichung/einen Fehler mit Bezug auf die Gierrate bzw. die Gierbeschleunigung zu berechnen, die von dem Gierbeobachtermodul 310 vorhergesagt oder geschätzt werden. Beim Berechnen des Fehlers, wie in 8 gezeigt ist, werden die Vorzeichen der Referenz-Gierrate und der Referenz-Gierbeschleunigung berücksichtigt. Beispielsweise berechnet das Fehlerberechnungsmodul 710 den Gierratenfehler in Übereinstimmung mit der Gleichung $Gierratenfehler (e_{yaw}) = sgn (r_{ref}) * (r_{ref} - r_{veh});$

und den Gierbeschleunigungsfehler in Übereinstimmung mit der Gleichung

Gierbeschleunigungsfehler (e_{yawaccel}) = sgn ({\dot{r}}_{ref}) * ({\dot{r}}_{ref} - {\dot{r}}_{veh}) .

wobei r_ref = Referenzgierrate; r_est = Geschätzte Gierrate; ṙ_ref = Referenz-Gierbeschleunigung; und ṙ_est = Geschätzte Gierbeschleunigung. 8th FIG. 7 illustrates example components and data flow for the error calculation module 710 in accordance with one or more embodiments. The error calculation module 710 uses the reference yaw rate and reference yaw acceleration from the reference yaw module 320 to calculate an error/error with respect to the yaw rate and yaw acceleration, respectively, predicted or estimated by the yaw observer module 310. When calculating the error, as in 8th is shown, the signs of the reference yaw rate and the reference yaw acceleration are considered. For example, the error calculation module 710 calculates the yaw rate error in accordance with the equation

yaw rate error (e_{yaw}) = so called ({right}_{ref}) * ({right}_{ref} - {right}_{veh});

and the yaw acceleration error in accordance with the equation

yaw acceleration error (e_{yawaccel}) = so called ({\dot{right}}_{ref}) * ({\dot{right}}_{ref} - {\dot{right}}_{veh}) .

where r _ref = reference yaw rate; r _est = estimated yaw rate; ṙ _ref = reference yaw acceleration; and ṙ _est = Estimated yaw acceleration.

Bei einem oder mehreren Beispielen wird die Referenz-Gierrate von dem Referenz-Giermodul 320 von einem Verzögerungsmodul 820 und einem Tiefpassfiltermodul 830 verzögert und tiefpassgefiltert, bevor der Gierratenfehler berechnet wird. Ferner verzögern und filtern bei einem oder mehreren Beispielen ein Verzögerungsmodul 822 und ein Tiefpassfilter 832 den Referenz-Gierbeschleunigungswert von dem Referenzgiermodul 320, bevor der Gierbeschleunigungsfehler berechnet wird.In one or more examples, the reference yaw rate from the reference yaw module 320 is delayed and low pass filtered by a delay module 820 and a low pass filter module 830 before the yaw rate error is calculated. Further, in one or more examples, a delay module 822 and a low pass filter 832 delay and filter the reference yaw acceleration value from the reference yaw module 320 before calculating the yaw acceleration error.

Wieder mit Bezug auf 7 erzeugt das Bedingungsschwellenwert-Berechnungsmodul 720 von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Schwellenwerte/Totzonen für jede der 4 Bedingungen des Fahrzeugs 10, wie vorstehend erwähnt - dynamisches Untersteuern 752, dynamisches Übersteuern 754, stationäres Untersteuern 742 und stationäres Übersteuern 744. Wenn bei einem oder mehreren Beispielen die Fahrzeugbedingung zu keinem der vier Zustände passt, wird das Fahrzeug 10 so aufgefasst, dass es sich in einer neutralen Lenk/steuerbedingung 746 befindet, das heißt, das Fahrzeug 10 befindet sich innerhalb der Grenzen der Reifenkraftsättigung. Der stationäre Zustand 740 und der dynamische Zustand 750 werden auf der Grundlage der Abruptheit der Fahrzeugbewegung klassifiziert, welche unter Verwendung von Messwerten und Vorhersagen der Gierrate und der Gierbeschleunigung ermittelt werden kann. Beispielsweise ermöglichen Abweichungen zwischen vorhergesagten Werten der Gierrate und der Gierbeschleunigung und jeweiligen tatsächlichen Werten der Gierrate und der Gierbeschleunigung das Klassifizieren des Bewegungszustands des Fahrzeugs als stationärer Zustand oder als dynamischer Zustand. Beispielsweise kann ein abruptes Manöver, etwa ein heftiges Bremsen, ein plötzliches Lenken/Drehen oder dergleichen dazu führen, dass sich das Fahrzeug in einem dynamischen Zustand befindet; während ein stationärer Zustand darstellen kann, dass das Fahrzeug 10 mit einer stationären Geschwindigkeit mit minimalen Richtungsänderungen fährt, das Fahrzeug steht, eine sanfte Wendung ohne abrupte Manöver durchgeführt wird und dergleichen.Again referring to 7 the condition threshold calculation module 720 generates vehicle speed dependent thresholds/dead zones for each of the 4 conditions of the vehicle 10 as noted above - dynamic understeer 752, dynamic oversteer 754, steady state understeer 742, and steady state oversteer 744. If, in one or more examples, the vehicle condition does not match any of the four conditions, the vehicle 10 is deemed to be in a neutral steering/steering condition 746, that is, the vehicle 10 is within the limits of tire force saturation. The steady state 740 and the dynamic state 750 are classified based on the abruptness of vehicle motion, which may be determined using measurements and predictions of yaw rate and yaw acceleration. For example, deviations between predicted values of yaw rate and yaw acceleration and respective actual values of yaw rate and yaw acceleration enable the state of motion of the vehicle to be classified as a stationary state or a dynamic state. For example, an abrupt maneuver such as hard braking, sudden steering/turning, or the like may result in the vehicle being in a dynamic state; while a steady-state condition may represent the vehicle 10 traveling at a steady-state speed with minimal changes in direction, the vehicle stationary, making a smooth turn without abrupt maneuvers, and the like.

9 veranschaulicht beispielhafte Komponenten und einen Datenfluss für das Bedingungsschwellenwert-Berechnungsmodul 720 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Bei einem oder mehreren Beispielen sind die Schwellenwerte/Totzonen fein einstellbar und werden auf der Grundlage des Verhaltens des Fahrzeugs 10 kalibriert. Zum Beispiel wird in der dargestellten 9 das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal verwendet, um die Schwellenwerte für jede der hier beschriebenen Fahrzeugbedingungen zu ermitteln. Bei einem oder mehreren Beispielen wird ein Absolutwert der Fahrzeuggeschwindigkeit von einem Modulomodul 905 berechnet. Alternativ oder zusätzlich können die Schwellenwerte von der Straßenoberflächenreibung abhängig gemacht werden. 9 7 illustrates example components and data flow for the condition threshold calculation module 720, in accordance with one or more embodiments. In one or more examples, the thresholds/dead zones are finely adjustable and calibrated based on vehicle 10 behavior. For example, in the illustrated 9 uses the vehicle speed signal to determine the threshold values for each of the vehicle conditions described herein. In one or more examples, an absolute value of vehicle speed is calculated by a modulo module 905 . Alternatively or additionally, the thresholds may be made dependent on road surface friction.

Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird von einem Schwellenwertmodul 910 für dynamisches Übersteuern verwendet, um einen dynamischen Übersteuerungsschwellenwert (e1) zu ermitteln. Bei einem oder mehreren Beispielen enthält das Schwellenwertmodul 910 für dynamisches Übersteuern eine Nachschlagetabelle, die einen Schwellenwert der Gierbeschleunigung als den dynamischen Übersteuerungsschwellenwert (e1) auf der Grundlage des Fahrzeuggeschwindigkeitswerts bereitstellt. Ferner ermittelt ein Schwellenwertmodul 920 für dynamisches Untersteuern einen dynamischen Untersteuerungsschwellenwert (e2) auf der Grundlage des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals. Bei einem oder mehreren Beispielen enthält das Schwellenwertmodul 920 für dynamisches Untersteuern eine Nachschlagetabelle, die einen Schwellenwert der Gierbeschleunigung als den dynamischen Untersteuerungsschwellenwert (e2) auf der Grundlage des Fahrzeuggeschwindigkeitswerts bereitstellt.Vehicle speed is used by a dynamic oversteer threshold module 910 to determine a dynamic oversteer threshold (e1). In one or more examples, the dynamic oversteer threshold module 910 includes a lookup table that provides a yaw acceleration threshold as the dynamic oversteer threshold (e1) based on the vehicle speed value. Further, a dynamic understeer threshold module 920 determines a dynamic understeer threshold (e2) based on the vehicle speed signal. In one or more examples, the dynamic understeer threshold module 920 includes a lookup table that provides a yaw acceleration threshold as the dynamic understeer threshold (e2) based on the vehicle speed value.

Ferner ermittelt ein Schwellenwertmodul 930 für stationäres Übersteuern einen stationären Übersteuerungsschwellenwert (e3) auf der Grundlage des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals. Bei einem oder mehreren Beispielen enthält das Schwellenwertmodul 930 für stationäres Übersteuern eine Nachschlagetabelle, die einen Schwellenwert der Gierrate als den stationären Übersteuerungsschwellenwert (e3) auf der Grundlage des Fahrzeuggeschwindigkeitswerts bereitstellt. Noch ferner ermittelt ein Schwellenwertmodul 940 für stationäres Untersteuern einen stationären Untersteuerungsschwellenwert (e4) auf der Grundlage des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals. Bei einem oder mehreren Beispielen enthält das Schwellenwertmodul 940 für stationäres Untersteuern eine Nachschlagetabelle, die einen Schwellenwert für die Gierrate als den stationären Untersteuerungsschwellenwert (e4) auf der Grundlage des Fahrzeuggeschwindigkeitswerts bereitstellt.Further, a steady state oversteer threshold module 930 determines a steady state oversteer threshold (e3) based on the vehicle speed signal. In one or more examples, the steady-state oversteer threshold module 930 includes a look-up table that provides a yaw rate threshold as the steady-state oversteer threshold (e3) based on the vehicle speed value. Still further, a steady state understeer threshold module 940 determines a steady state understeer threshold (e4) based on the vehicle speed signal. In one or more examples, the steady-state understeer threshold module 940 includes a look-up table that provides a yaw rate threshold as the steady-state understeer threshold (e4) based on the vehicle speed value.

Wieder mit Bezug auf 7 enthält das VMS-Merker-Berechnungsmodul 330 ferner das Merkerzustand-Berechnungsmodul 730, das den Gierratenfehler und den Gierbeschleunigungsfehler mit den Schwellenwerten vergleicht, die von dem Bedingungsschwellenwert-Berechnungsmodul 720 berechnet werden. Bei einem oder mehreren Beispielen wird der Gierbeschleunigungsfehler mit den jeweiligen dynamischen Schwellenwerten verglichen, um entweder dynamische US-Merker (Untersteuerungsmerker) oder dynamische OS-Merker (Übersteuerungsmerker) zu erzeugen. Wenn die dynamischen Schwellenwerte oder mit anderen Worten die Gierbeschleunigung nicht schlüssig ist, wird der Gierratenfehler ferner verwendet, um entweder einen stationären US-Merker oder einen stationären OS-Merker zu erzeugen. Da alle Grenzbedingungen für die Reifen unter die stationären Bedingungen 740 und die dynamischen Bedingungen 750 fallen, wenn ein beliebiger der Merker gesetzt ist, befindet sich das Fahrzeug 10 in einer dynamischen oder stationären Grenzbedingung. Bei einem oder mehreren Beispielen wird zur Verhinderung augenblicklicher Veränderungen der Merker die Ausgabe tiefpassgefiltert, um eine Zahl zwischen 0 und 1 zu erzeugen. Jedoch könnte auch ein Ratenbegrenzer oder ein anderes äquivalentes Schema verwendet werden, um den Wechsel von Merkern sanft zu gestalten.Again referring to 7 For example, the VMS flag calculation module 330 further includes the flag state calculation module 730 that compares the yaw rate error and yaw acceleration error to the thresholds calculated by the condition threshold calculation module 720. In one or more examples, the yaw acceleration error is compared to the respective dynamic thresholds to generate either dynamic US flags (understeer flags) or dynamic OS flags (oversteer flags). If the dynamic thresholds or with In other words, if the yaw acceleration is inconclusive, the yaw rate error is further used to generate either a steady state US flag or a steady state OS flag. Since all boundary conditions for the tires fall within the steady state 740 and dynamic 750 conditions when any of the flags are set, the vehicle 10 is in a dynamic or steady state boundary condition. In one or more examples, to prevent instantaneous changes in flags, the output is low-pass filtered to produce a number between 0 and 1. However, a rate limiter or other equivalent scheme could also be used to make the changing of flags smooth.

10 veranschaulicht beispielhafte Komponenten und einen Datenfluss für das Merkerzustands-Berechnungsmodul 730 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Das Merkerzustands-Berechnungsmodul 730 enthält eine Verarbeitungsschaltung, die in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen arbeitet.
Wenn e_yawaccel > e1, dann Dynamischer US-Merker = WAHR; sonst Dynamischer US-Merker = FALSCH
Wenn e_yawaccel < -e2, dann Dynamischer OS-Merker = WAHR; sonst Dynamischer OS-Merker = FALSCH
Wenn e_yaw > e3, dann Stationärer US-Merker = WAHR; sonst Stationärer US-Merker = FALSCH
Wenn e_yaw < -e4 dann Stationärer OS-Merker = WAHR; sonst Stationärer OS-Merker = FALSCH
wobei e1 = dynamischer Untersteuerungs-Schwellenwert; e2 = dynamischer Übersteuerungs-Schwellenwert; e3 = stationärer Untersteuerungs-Schwellenwert; e4 = stationärer Übersteuerungs-Schwellenwert; e_yawaccel = Gierbeschleunigungsfehler; und e_yaw = Gierratenfehler. 10 FIG. 7 illustrates example components and data flow for flag state calculation module 730, in accordance with one or more embodiments. Flag state calculation module 730 includes processing circuitry that operates in accordance with the following equations.
If e _yawaccel > e1, then Dynamic US Flag = TRUE; else Dynamic US flag = FALSE
If e _yawaccel < -e2, then OS Dynamic Flag = TRUE; else Dynamic OS flag = FALSE
If e _yaw > e3 then US stationary flag = TRUE; else US stationary flag = FALSE
If e _yaw < -e4 then OS stationary flag = TRUE; else Stationary OS flag = FALSE
where e1 = dynamic understeer threshold; e2 = dynamic overdrive threshold; e3 = steady state understeer threshold; e4 = steady-state clipping threshold; e _yawaccel = yaw acceleration error; and e _yaw = yaw rate error.

Der Gierbeschleunigungsfehler und der Gierratenfehler werden von dem Fehlerberechnungsmodul 710 berechnet und die Schwellenwerte werden von dem Bedingungsschwellenwert-Berechnungsmodul 720 ermittelt.The yaw acceleration error and the yaw rate error are calculated by the error calculation module 710 and the thresholds are determined by the conditional threshold calculation module 720 .

Wenn irgendeiner der vorstehenden Merker als WAHR berechnet wird, wird ein USOS_Detektion_Ungefiltert_Merker auf einen Wert von 1 (WAHR) gesetzt; andernfalls wird er auf einen Wert von 0 (FALSCH) gesetzt. Der USOS_Detektion_Ungefiltert_Merker wird ferner gefiltert, um den VMS-Merker 212 zu erhalten, der kontinuierlich zwischen 0 und 1 variiert.If any of the above flags is calculated as TRUE, a USOS_Detection_Unfiltered_flag is set to a value of 1 (TRUE); otherwise it is set to a value of 0 (FALSE). The USOS_Detection_Unfiltered_flag is further filtered to obtain the VMS flag 212, which varies between 0 and 1 continuously.

Wieder mit Bezug auf 2 empfängt das Mischmodul 220 den VMS-Merker 212 und führt ein skaliertes Vermischen der Ausgaben der Zahnstangenkraftvorhersage 232, die auf dem Fahrzeugmodell beruht, und der Zahnstangenkraftvorhersage 234, die auf den EPS-Signalen beruht, aus.Again referring to 2 For example, the blending module 220 receives the VMS flag 212 and performs a scaled blending of the outputs of the rack force prediction 232 that is based on the vehicle model and the rack force prediction 234 that is based on the EPS signals.

11 stellt beispielhafte Komponenten und einen Datenfluss für das Mischmodul 220 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen dar. Das Mischmodul 220 empfängt die erste Zahnstangenkraft von dem Zahnstangenkraft-Vorhersagemodul 232. Bei einem oder mehreren Beispielen erzeugt das Zahnstangenkraft-Vorhersagemodul 232 die erste Zahnstangenkraft auf der Grundlage eines vorkonfigurierten Fahrzeugmodells unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Motorwinkels. Das Mischmodul 220 empfängt ferner die zweite Zahnstangenkraft von dem Zahnstangenkraft-Vorhersagemodul 234. Bei einem oder mehreren Beispielen erzeugt das Zahnstangenkraft-Vorhersagemodul 234 die zweite Zahnstangenkraft unter Verwendung eines Zahnstangenkraftbeobachters, der ein Drehmoment, das von dem Fahrer auf das Lenkrad 14 aufgebracht wird, und ein Unterstützungsdrehmoment, das von dem Lenkungssystem 12 erzeugt wird, verwendet. Das Mischmodul 220 empfängt ferner den VMS-Merker 212. 11 12 illustrates exemplary components and data flow for the blending module 220, in accordance with one or more embodiments. The blending module 220 receives the first rack force from the rack force prediction module 232. In one or more examples, the rack force prediction module 232 generates the first rack force based thereon a pre-configured vehicle model using vehicle speed and engine angle. The blending module 220 also receives the second rack force from the rack force prediction module 234. In one or more examples, the rack force prediction module 234 generates the second rack force using a rack force observer that measures torque applied to the steering wheel 14 by the driver and an assist torque generated by the steering system 12 is used. The blending module 220 also receives the VMS flag 212.

Bei einem oder mehreren Beispielen berechnet das Mischmodul 220 ein Produkt aus dem Wert des VMS-Merkers 212 und der zweiten Zahnstangenkraft (oder der ersten Zahnstangenkraft), wie bei 1110 gezeigt ist. Das Mischmodul 220 berechnet ferner ein Produkt aus der ersten Zahnstangenkraft (oder der zweiten Zahnstangenkraft) und einer Differenz zwischen einem maximalen Wert des VMS-Merkers und dem Wert des VMS-Merkers 212, wie bei 1120 gezeigt ist. Wenn der VMS-Merker 212 beispielsweise in dem Bereich [0, 1] liegt, wie in 11 dargestellt ist, berechnet das Mischmodul (1 - VMS-Merker) und multipliziert das Ergebnis mit der ersten Zahnstangenkraft (oder der zweiten Zahnstangenkraft), wie bei 1130 und 1120 gezeigt ist. Die Ergebnisse der vorstehend beschriebenen zwei Produkte werden addiert und als die Zahnstangenkraft 222 ausgegeben, um das Referenzdrehmoment Tref 242 zu ermitteln, wie bei 1140 gezeigt ist.In one or more examples, the blending module 220 calculates a product of the value of the VMS flag 212 and the second rack force (or the first rack force), as shown at 1110 . The blending module 220 further calculates a product of the first rack force (or the second rack force) and a difference between a maximum value of the VMS flag and the value of the VMS flag 212 as shown at 1120 . For example, if the VMS flag 212 is in the range [0, 1] as in 11 , the merge module calculates (1 - VMS flag) and multiplies the result by the first rack force (or the second rack force), as shown at 1130 and 1120. The results of the two products described above are added and output as the rack force 222 to determine the reference torque Tref 242 as shown at 1140 .

Die hier beschriebenen technischen Merkmale ermöglichen, dass das Lenkungssystem 12 grenznahe Bedingungen detektiert und ferner die Grenzbedingungen in dynamische und stationäre Bedingungen klassifiziert, um weiter zu identifizieren, was der Fahrer gerade zu tun beabsichtigt. Das Identifizieren des Bewegungszustands des Fahrzeugs wird ausgeführt, indem die Signale der Vorhersagen der Zahnstangenkraft 222 und des resultierenden Referenzdrehmoments (Tref) 232 verglichen werden, wenn das hier beschriebene Bewegungszustandssystem 200 des Fahrzeugs eingeschaltet und ausgeschaltet wird. Wenn das Bewegungszustandssystem 200 des Fahrzeugs beispielsweise eingeschaltet ist, trägt ein Abfallen bei der Zahnstangenkraft 222 und beim Tref-Drehmoment dazu bei, dass der Fahrer die Reifengrenze identifiziert.The technical features described herein allow the steering system 12 to detect near-boundary conditions and further classify the boundary conditions into dynamic and steady-state conditions to further identify what the driver intends to do. Identifying the state of motion of the vehicle is performed by comparing the signals of the rack force 222 and resultant reference torque (Tref) 232 predictions when the here described vehicle state of motion system 200 is switched on and off. For example, when the vehicle's motion state system 200 is on, a drop in rack force 222 and Tref torque helps the driver identify the tire limit.

Die hier beschriebenen technischen Lösungen sprechen folglich ein technisches Problem in einem Lenkungssystem, etwa einem Servolenkungssystem mit geschlossenem Kreis an. Beispielsweise wird in Lenkungssystemen mit geschlossenem Kreis ein Unterstützungsdrehmoment auf der Grundlage einer geschätzten/vorhergesagten Zahnstangenkraft bereitgestellt, um Anstrengungen des Fahrers am Lenkrad des Lenkungssystems zu ermitteln. Das Lenkungssystem kann Referenzwerte der Zahnstangenkraft von mehr als einer Quelle empfangen, etwa von einer Zahnstangenkraftreferenz eines Fahrradmodells, die ein einheitliches und glattes Lenkungsgefühl bei normalen Fahrbedingungen (unter der Grenze) bietet, und von einer Beobachter-Zahnstangenkraftreferenz, die eine genaue Übermittlung der Bemühungen bei Bedingungen unter der Grenze und an der Grenze auf Kosten einer Rauigkeit des Gefühls bietet.The technical solutions described herein thus address a technical problem in a steering system, such as a closed loop power steering system. For example, in closed loop steering systems, an assist torque is provided based on an estimated/predicted rack force to determine driver effort at the steering wheel of the steering system. The steering system may receive rack force reference values from more than one source, such as a bicycle model rack force reference that provides a consistent and smooth steering feel under normal (below limit) riding conditions, and an observer rack force reference that provides accurate transmission of effort Offers sub-limit and borderline conditions at the expense of a rough feel.

Die technischen Lösungen hierin ermitteln Fahrzeugzustandsinformationen unter Verwendung von Fahrzeug- und EPS-Signalen, um Grenzbedingungen des Reifenentspannungsmodells zu ermitteln, was die Verwendung der Nutzung der Zahnstangenkraft des Fahrradmodells während der normalen Fahrbedingungen (unter der Grenze) und das Umschalten auf die Zahnstangenkraft des Beobachtermodells bei Grenzmanövern ermöglicht. Die technischen Lösungen hierin ermöglichen somit, dass das Lenkungssystem in diesem Fall das Beste aus beiden Welten bietet. Ferner ermöglichen die technischen Lösungen, dass das Lenkungssystem die Zahnstangenkraftvorhersagen aus beiden Quellen unter Verwendung der Fahrzeugzustands- und Bedingungsinformationen vermischt, um ein einheitliches Lenkungsgefühl mit einer genauen Übermittlung des Aufwands an den Fahrer sicherzustellen.The technical solutions herein obtain vehicle state information using vehicle and EPS signals to determine tire relaxation model boundary conditions, which involves using the use of the bicycle model's rack force during normal riding conditions (below the boundary) and switching to the observer model's rack force Border maneuvers allowed. The technical solutions herein thus enable the steering system in this case to offer the best of both worlds. Furthermore, the technical solutions allow the steering system to blend the rack force predictions from both sources using the vehicle status and condition information to ensure a consistent steering feel with accurate transmission of effort to the driver.

Beispielsweise berechnet ein Lenkungssystem unter Verwendung der technischen Lösungen ein Unterstützungsdrehmoment, indem es eine grenznahe Bedingung für ein Reifensystem detektiert und in Ansprechen darauf einen Mischfaktor, welcher der VMS-Merker ist, auf der Grundlage eines Typs der grenznahen Bedingung ermittelt. Das Lenkungssystem erzeugt ferner ein Zahnstangenkraftsignal, indem es eine erste Zahnstangenkraft von einem Fahrzeugmodell und eine zweite Zahnstangenkraft von einem Beobachtermodell des Lenkungssystems auf der Grundlage des Mischfaktors vermischt. Das Lenkungssystem erzeugt ferner das Unterstützungsdrehmoment auf der Grundlage des Zahnstangenkraftsignals, indem es das Zahnstangenkraftsignal in ein Referenz-Drehmomentsignal umsetzt.For example, a steering system using the technical solutions calculates an assist torque by detecting a near-boundary condition for a tire system and responsively determining a blending factor, which is the VMS flag, based on a near-boundary condition type. The steering system also generates a rack force signal by blending a first rack force from a vehicle model and a second rack force from an observer model of the steering system based on the blending factor. The steering system also generates the assist torque based on the rack force signal by converting the rack force signal to a reference torque signal.

Bei einem oder mehreren Beispielen ist die grenznahe Bedingung eine dynamische Bedingung, wobei der dynamische Zustand eine Lenkradgeschwindigkeit des Lenkungssystems anzeigt, die über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Alternativ oder zusätzlich ist die grenznahe Bedingung eine stationäre Bedingung, wobei der stationäre Zustand eine Lenkradgeschwindigkeit des Lenkungssystems anzeigt, die unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.In one or more examples, the near-limit condition is a dynamic condition, where the dynamic state indicates a steering wheel speed of the steering system that is above a predetermined threshold. Alternatively or additionally, the near-limit condition is a steady-state condition, the steady-state being indicative of a steering wheel speed of the steering system being below a predetermined threshold.

Ferner umfasst das Detektieren der grenznahen Bedingung das Berechnen eines Gierratenfehlers und eines Gierbeschleunigungsfehlers und das Vergleichen des Gierratenfehlers und des Gierbeschleunigungsfehlers mit einer Vielzahl von Schwellenwerten, die jeweils verschiedenen Typen von grenznahen Bedingungen entsprechen. Die Typen der grenznahen Bedingungen können beispielsweise eine dynamische Untersteuerungsbedingung, eine dynamische Übersteuerungsbedingung, eine stationäre Untersteuerungsbedingung und eine stationäre Übersteuerungsbedingung umfassen.Further, detecting the near-boundary condition includes calculating a yaw rate error and a yaw acceleration error and comparing the yaw rate error and the yaw acceleration error with a plurality of threshold values corresponding to different types of near-boundary conditions, respectively. The types of near-limit conditions may include, for example, a dynamic understeer condition, a dynamic oversteer condition, a steady state understeer condition, and a steady state oversteer condition.

Ferner umfasst das Berechnen des Gierratenfehlers und des Gierbeschleunigungsfehlers, dass eine Gierrate und eine Gierbeschleunigung erzeugt werden, dass eine Referenz-Gierrate und eine Referenz-Gierbeschleunigung erzeugt werden, und dass Differenzen zwischen der Gierrate und der Referenz-Gierrate und zwischen der Gierbeschleunigung und der Referenz-Gierbeschleunigung als Gierratenfehler bzw. Gier-Beschleunigungsfehler berechnet werden.Further, calculating the yaw rate error and the yaw acceleration error includes generating a yaw rate and a yaw acceleration, generating a reference yaw rate and a reference yaw acceleration, and determining differences between the yaw rate and the reference yaw rate and between the yaw acceleration and the reference - Yaw acceleration can be calculated as yaw rate error or yaw acceleration error.

Noch weiter werden bei einem oder mehreren Beispielen die Schwellenwerte für die verschiedenen Typen der grenznahen Bedingungen auf der Grundlage des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals berechnet. Alternativ oder zusätzlich werden die Schwellenwerte auf der Grundlage eines Oberflächenreibungssignals berechnet.Still further, in one or more examples, the thresholds for the various types of near-boundary conditions are calculated based on the vehicle speed signal. Alternatively or additionally, the threshold values are calculated based on a surface friction signal.

Die vorliegenden technischen Lösungen können ein System, ein Verfahren und/oder ein Computerprogrammprodukt bei jedem möglichen technischen Detailniveau der Integration sein. Das Computerprogrammprodukt kann ein (oder mehrere) computerlesbare Speichermedien enthalten, die darin von einem Computer lesbare Programmanweisungen aufweisen, um zu veranlassen, dass ein Prozessor Aspekte der vorliegenden technischen Lösungen ausführt.The present technical solutions can be a system, a method and/or a computer program product at any possible level of technical detail of integration. The computer pro gram product may include one (or more) computer-readable storage media having thereon computer-readable program instructions for causing a processor to execute aspects of the present technical solutions.

Aspekte der vorliegenden technischen Lösungen sind hier mit Bezug auf Ablaufdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagramme von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der technischen Lösungen beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Ablaufdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagramme und Kombinationen aus Blöcken in den Ablaufdiagrammdarstellungen und/oder den Blockdiagrammen durch computerlesbare Programmanweisungen implementiert werden kann/können.Aspects of the present technical solutions are described herein with reference to flowchart illustrations and/or block diagrams of methods, apparatus (systems) and computer program products according to embodiments of the technical solutions. It will be understood that each block of the flowchart illustrations and/or block diagrams, and combinations of blocks in the flowchart illustrations and/or block diagrams, can be implemented by computer readable program instructions.

Die Ablaufdiagramme und Blockdiagramme in den Figuren veranschaulichen die Architektur, die Funktionalität und die Arbeitsweise möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden technischen Lösungen. Diesbezüglich kann jeder Block in dem Flussdiagramm oder den Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Abschnitt von Anweisungen repräsentieren, das/der eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zum Implementieren der angegebenen logischen Funktionen umfasst. In einigen alternativen Implementierungen können die in den Blöcken erwähnten Funktionen in einer anderen Reihenfolge als in den Figuren notiert auftreten. Zum Beispiel können zwei Blöcke, die aufeinanderfolgend gezeigt sind, tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Blöcke können manchmal in der umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden, in Abhängigkeit von der beteiligten Funktionalität. Außerdem wird erwähnt, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder der Ablaufdiagrammdarstellungen und Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder der Ablaufdiagrammdarstellungen durch spezialisierte hardwarebasierte Systeme implementiert werden kann/können, welche die angegebenen Funktionen oder Handlungen ausführen oder Kombinationen aus spezieller Hardware und Computeranweisungen ausführen.The flow charts and block diagrams in the figures illustrate the architecture, functionality and operation of possible implementations of systems, methods and computer program products in accordance with various embodiments of the present technical solutions. In this regard, each block in the flowchart or block diagrams may represent a module, segment, or portion of instructions, which comprises one or more executable instructions for implementing the specified logical functions. In some alternative implementations, the functions noted in the blocks may occur out of the order noted in the figures. For example, two blocks shown sequentially may in fact be executed substantially simultaneously, or the blocks may sometimes be executed in the reverse order depending on the functionality involved. Additionally, it is noted that each block of the block diagrams and/or flowchart illustrations, and combinations of blocks in the block diagrams and/or flowchart illustrations, may be implemented by specialized hardware-based systems that perform the specified functions or acts, or combinations of specialized hardware and computer instructions To run.

Außerdem ist festzustellen, dass jedes Modul, jede Einheit, jede Komponente, jeder Server, jeder Computer, jedes Endgerät oder jede Vorrichtung, die hier beispielhaft ausgeführt wurde, der/die/das Anweisungen ausführt, computerlesbare Medien wie etwa Speichermedien, Computerspeichermedien oder Datenspeichervorrichtungen (entfernbare und/oder nicht entfernbare) wie etwa beispielsweise Magnetplatte, optische Platten oder Bänder enthalten kann oder anderweitig darauf Zugriff haben kann. Computerspeichermedien können flüchtige und nicht flüchtige, entfernbare und nicht entfernbare Medien enthalten, die in einem beliebigen Verfahren oder einer beliebigen Technologie zum Speichern von Informationen implementiert sind, etwa computerlesbare Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodule oder andere Daten. Derartige Computerspeichermedien können Teil der Vorrichtung sein oder dafür zugänglich oder damit verbindbar. Jede hier beschriebene Anwendung oder jedes hier beschriebene Modul kann unter Verwendung von computerlesbaren/ausführbaren Anweisungen implementiert werden, die von derartigen computerlesbaren Medien gespeichert oder anderweitig festgehalten werden können.In addition, it is understood that any module, unit, component, server, computer, terminal, or device exemplified herein that executes instructions may be computer-readable media, such as memory media, computer storage media, or data storage devices ( may contain or otherwise have access to removable and/or non-removable) such as, for example, magnetic disk, optical disks or tapes. Computer storage media may include volatile and non-volatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storing information, such as computer-readable instructions, data structures, program modules, or other data. Such computer storage media may be part of, accessible to, or connectable to the device. Any application or module described herein may be implemented using computer-readable/executable instructions, which may be stored or otherwise recorded on such computer-readable media.

Obwohl die technischen Lösungen im Detail in Verbindung mit nur einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben wurden, ist es leicht zu verstehen, dass die technischen Lösungen nicht auf diese offenbarten Ausführungsformen begrenzt sind. Stattdessen können die technischen Lösungen modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von Variationen, Veränderungen, Substitutionen oder äquivalenten Anordnungen zu umfassen, die hier im Vorstehenden nicht beschrieben sind, welche aber mit dem Geist und Umfang der technischen Lösungen übereinstimmen. Obwohl verschiedene Ausführungsformen der technischen Lösungen beschrieben worden sind, versteht es sich außerdem, dass Aspekte der technischen Lösungen nur einige der beschriebenen Ausführungsformen enthalten können. Folglich dürfen die technischen Lösungen nicht so aufgefasst werden, dass sie auf die vorstehende Beschreibung beschränkt sind.Although the technical solutions have been described in detail in connection with only a limited number of embodiments, it is easy to understand that the technical solutions are not limited to these disclosed embodiments. Instead, the technical solutions can be modified to include any number of variations, changes, substitutions, or equivalent arrangements not described hereinabove, but which are consistent with the spirit and scope of the technical solutions. Additionally, while various embodiments of the technical solutions have been described, it should be understood that aspects of the technical solutions may include only some of the described embodiments. Consequently, the technical solutions should not be construed as being limited to the above description.

Claims

A steering system (12) comprising: a motor (19), a control module (40) configured to: calculate a processed yaw rate and a yaw acceleration based on a road wheel angle signal, a vehicle speed signal and a measured yaw rate signal; calculate a state flag value indicative of a state of motion of a vehicle (10) using the processed yaw rate and yaw acceleration to calculate the state flag value; generate a reference torque signal (242) based on the flag value; generate a motor assist torque signal based on the reference torque signal (242); and applying the motor assist torque signal to the motor (19) to provide a corresponding assist torque.

Steering system (12) after claim 1 , characterized in that the status flag (212) is calculated on the basis of a vehicle speed signal, a yaw rate signal and an angle signal indicative of a position of a motor (19) of the steering system (12).

Steering system (12) after claim 1 , characterized in that the detected state of movement of the vehicle (10) is a dynamic state.

Steering system (12) after claim 1 , characterized in that the detected state of movement of the vehicle (10) is a stationary state.

Steering system (12) after claim 1 , characterized in that the reference torque signal (242) is generated based on the condition flag value by combining a first rack force generated based on a vehicle speed signal and a motor angle and a second rack force generated based on a motor torque and a Input torque is generated, which is provided at a steering wheel (14) of the steering system (12), are mixed.

Steering system (12) after claim 1 , characterized by a reference yaw module (320) configured to calculate a reference yaw rate and a reference yaw acceleration based on the road wheel angle signal and the vehicle speed signal, the reference yaw rate and the reference yaw acceleration for calculating the state flag (212) are used.

Steering system (12) after claim 6 , characterized by an error calculation module (710) configured to calculate a yaw rate error and a yaw acceleration error by respectively calculating differences between the processed yaw rate and the reference yaw rate and between the yaw acceleration and the reference yaw acceleration, the processed yaw rate and using the yaw acceleration to calculate the state flag (212).

Steering system (12) after claim 1 , characterized by a condition threshold calculation module (720) configured to calculate a plurality of threshold values corresponding to each of a plurality of oversteer and understeer conditions.

Steering system (12) after claim 8 , characterized in that the threshold values are calculated on the basis of a vehicle speed signal.

Steering system (12) after claim 8 , characterized in that the threshold values are calculated on the basis of a surface friction signal.

A method of calculating an assist torque from a steering system (12), the method comprising: a non-neutral state of motion of a vehicle (10) is detected by the steering system (12), wherein the detecting of the state of motion of the vehicle (10) comprises that: a yaw rate error and a yaw acceleration error are calculated; and comparing the yaw rate error and the yaw acceleration error to a plurality of threshold values each corresponding to a plurality of types of motion states of the vehicle (10); in response thereto, determining a blending factor based on a type of motion state of the vehicle (10); generating a rack force signal by blending a first rack force from a vehicle model and a second rack force from a steering system observer model based on the blending factor, and the assist torque is generated based on the rack force signal.

procedure after claim 11 , characterized in that the state of motion of the vehicle (10) is a dynamic condition.

procedure after claim 11 , characterized in that the state of motion of the vehicle (10) is a stationary condition.